[发明专利]混合式辐射体组件的天线数组

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线数组，尤指一种具有并联结构达成阻抗匹配，并使用折迭偶极辐射体的电感效应补偿偶极辐射体的电容效应而让共振点位在特定天线操作频率的混合式辐射体组件的天线数组。

背景技术

无线通信技术的快速发展，使天线设计潮流趋向微型化以及传输系统多频带等使用需求，因此需透过整合多个天线于同一天线模块的中，藉以达成日趋严格的设计标准。

一般数组天线以许多相同的单个天线按一定规律排列顺序所组成，单个天线的辐射场型图不易控制，增益不高，其它重要参数往往也不能满足现今产业界高规格的使用需求，所以在某些传输质量要求较高的产品中就需使用数组天线加以改善。数组天线当中的各个组成天线单元有一定的排列规则和讯号馈入传导方式，藉以达成要求的效果，天线单元数越多，增益越高，尺寸相对较大。而另一个在开发时要考虑的问题则是满足阻抗匹配，匹配度不佳会影响传输接收系统的敏感度及系统的真确度。对高功率或高敏感度传输系统而言，长期处在阻抗不匹配的狀况下，会进一步影响系统的稳定性。

本发明即是基于数组天线的概念改良，开发出一种结合多种辐射体的混合式辐射体组件的天线数组，以利用不同辐射体的新颖结合而获得互补的效果，满足高效能、低成本的产业需求，同时也在尺寸控制上，力求符合微型化的电子产品开发趋势。

发明内容

本发明的主要目的，是提供一种混合式辐射体组件的天线数组，其具有相互并联的金属辐射体结构，以在单一金属辐射体结构阻抗较高时，降低混合式辐射体组件的天线数组的整体阻抗，以仍能达成阻抗匹配，符合产业界的标准以确保其应用价值。

本发明的另一目的，是提供一种混合式辐射体组件的天线数组，其在金属辐射体结构中，有折迭偶极辐射体与偶极辐射体，在天线操作频段内，折迭偶极辐射体作为电感性组件，以补偿偶极辐射体的电容效应，使天线数组的共振频率大体上能被调整并落于2.4GHz的频率。

本发明的再一目的，是提供一种混合式辐射体组件的天线数组，其在2.4GHz的频率有高指向性以及高效率，适合应用于现有无线通信产品。

本发明的更一目的，是提供一种混合式辐射体组件的天线数组，其可进一步与低通滤波器相连接，得仅允许低频讯号(例如前述的2.4GHz)通过，避免高频讯号通过而成为其他系统的噪声(例如操作频率范围涵盖3GHz的WiMax，或者是5GHz的WLAN)，或是倍频谐振的干扰。

本发明的又一目的，是提供一种混合式辐射体组件的天线阵，其可仅设置于微波基板的单面，在制程的简化上有所帮助。

本发明提供了一种混合式辐射体组件的天线数组，其基本且必要的结构是包含一高频讯号馈入传输线，该高频讯号馈入传输线的两端分别与一个金属辐射体相连接，该些金属辐射体并联，该高频讯号馈入传输线的中点是具有一讯号馈入点及一讯号接地点，该些金属辐射体左右对称于该讯号馈入点及该讯号接地点，且每一该金属辐射体包含：一偶极辐射体，其输入阻抗于一天线操作频段内为电容性，且其包含一第一偶极辐射臂以及一第二偶极辐射臂，该高频讯号馈入传输线连接于该第一偶极辐射臂的一第一接点以及该第二偶极辐射臂的一第二接点；以及一折迭偶极辐射体，其输入阻抗于该天线操作频段内为电感性，且其两端的一第三接点以及一第四接点分别接于该高频讯号馈入传输线并形成一循环，并用以补偿该偶极辐射体的电容效应；其中，该混合式辐射体组件的天线数组的下方设置一金属反射板。

附图说明

图1：为本发明一较佳实施例的结构示意图；

图2：为本发明一较佳实施例的部分结构示意图，用以表示金属辐射体的结构；

图3：为本发明一较佳实施例的结构侧视示意图，用以表示微波基板与金属反射板的相对位置；

图4：为本发明一较佳实施例的虚部输入阻抗曲线图；

图5A：为本发明一较佳实施例的E平面辐射场型图；

图5B：为本发明一较佳实施例的H平面辐射场型图；

图6：为本发明一较佳实施例的返回损失图；

图7A：为本发明另一较佳实施例的结构示意图，用以表示设置有低通滤波器；

图7B：为本发明另一较佳实施例的返回损失图，用以表示设置有低通滤波器的测试结果；